2019年7月17日,由工業和信息化部指導,IMT-2020(5G)推進組聯合中國通信標準化協會共同主辦的2019年(暨第七屆)IMT-2020(5G)峰會在北京開幕。為期兩天的峰會以“5G商用 共贏未來”為主題,邀請工信部領導以及數十家國內外主流移動通信和行業應用單位專家500多人參加會議,集中探討5G技術、標準、試驗、產業等最新進展與趨勢等最新進展與發展趨勢。
會上,廈門市三安集成電路有限公司技術中心技術總監葉念慈發表了主題演講,以下為演講全文。
今天三安集成跟大家講一下在5G里面一些半導體組件,這個算是一門科普吧,把它當成學一點東西來講這個事情。
所以,我的題目就是跟大家講解一下話務半導體制造助力5G核心硬件。
我們公司是以話務半導體制造出發,其實在代工行業很重要的一部分是我們能夠大量制造出一個穩定的還有良率高的產品,能讓這些應用商或者系統商有一些性價比很高的產品出現。
所以,今天跟大家介紹一下三安光電的概況以及提出的5G解決方案跟5G芯片布局。
首先看一下三安光電,三安光電是做半導體的,但是不做硅,就是化合物半導體。化合物半導體有兩個特性,一個是發光,第二個,它可以產生比較高的速率,所以最重要的化合物半導體集中在兩塊,一個是在發光器件的部分,另外一個就在微波通訊部分。所以,我們是在中國最早成立的LED公司,我們產生的芯片在全世界占有一定的份額。我們還在原來的光通訊、射頻、電器電子、濾波器方面都有琢磨。
看一下在世界上的布局,其實很重要的一部分是要能夠掌握產業鏈的布局。最重要的使命是在中國能夠提供比較高頻或者光電的器件,讓它不要成為一個卡脖子的,所以在原物料的布局上還有芯片技術的布局上都從這方面考量。
主要的世界研發中心是三個地方,一個是美國,美國是光通的部分,瑞典比較特別,是一個材料公司,專門生產碳化硅的材料。碳化硅等于在5G的產業上扮演一個非常重要的角色。另外在日本,我們為了突破濾波器的專利瓶頸,所以吸收了大量日本的研發人員,然后在日本成立了一家日本三安公司,主要進行濾波器的研發配合射頻前端模組的布局。
制造部分在天津跟蕪湖,主要做一些LED的生產。在廈門、泉州,就是電子電器,還有一些濾波器的部分,還有藍寶石碳化硅的基地也是在泉州。
跟大家介紹一下化合物半導體產業布局。三安擁有全世界大型的機臺,我們有約600臺的機臺,是全世界單一公司最大的機臺。像原來的氮化鎵、碳化硅,這個就是第三代半導體材料。氮化鎵可以在藍寶石上面可以做發光二極管,所以在全色系的發光二極管三安已經做得非常大了。
另外在氮化鎵跟碳化硅上面,我們可以做功率電子射頻,因為它具有第三代半導體特性,它等于在高功率方面有所琢磨。
另外在砷化鎵部分,手機射頻前端部分,在2G、3G、4G主流是以砷化鎵為主,在毫米波階段有可能被硅的技術所取代。性價比最高的產品還是使用砷化鎵來做前端的功放為主。
另外一組是做光通,之后一些5G毫米波也會利用到這個方面。另外我們在濾波器部分有布局材料部分。
三安在5G的核心硬件架構當然也是一樣,包含云、管、端的布局。主要跟大家講解一下在化合物半導體里面在云端的位置,在數據半導體端有云端的AOC。因為機房的密度很高,所以它的效率必須提得很高,所以在第三代半導體有做高速的電源開關MOSFET的部分,我們現在有做電源管理芯片的部分。
在管的部分,在基站部分,這是重中之重,因為氮化鎵、碳化硅是被美國禁運的,這是一個關鍵材料,所以這個部分要確保國內的供應狀況,除了我們自己有供應能力,也聯合了國內的材料公司做這個產業。
另外在高速光通訊器件以及基站電源管理模塊上面,我們也用化合物半導體取代傳統硅的器件。
端的部分主要就是在車聯網的部分,用無線射頻模塊,還有很有名的現在用視頻傳感,我們公司也有做一些激光器的開發,以及最后在EV的電源模塊管理,還有像充電樁的一些高速電力開關器件,這個我們都有提供。
當然在手機上面,這是最開始的一個核心業務,最主要的其實我們是做支持2G、3G、4G、5G,4.8GHz以下的光模塊,還有我們會做毫米波射頻波段,還有在一些顯示屏方面我們也致力于8K以上的分辨率的Micro LED的顯示,另外在手機端要做人臉識別所需要的激光器也是用化合物半導體制造的。
接下來介紹在系統應用后,我們在5G上面的一些芯片布局。
第一個還是回顧我們的專長,就是三安MICRO LED,去年我們跟三星發表出用MICRO LED生產大電視墻。
射頻前端部分其實都被美國跟日本的大廠壟斷,三安也看到這個情況,最主要的是在MOSFET開關等方面,我們不做后續的系統的整合,所以剛剛展銳有提到他們在做這些方面,這個有可能是我們潛在的客戶,我們希望國內的這些系統設計整合廠商能夠多來我們這邊代工。因為情況就是這樣的,現在大家都不愿意背工廠的重資產,所以一定要有人完成代工這件事情,所以這是我們在三安里面,因為在制造上非常有經驗,所以我們希望能夠提供一站式的解決方案,也就是從襯底一直到外延一直到芯片都能夠提供。
相對應的,我們就有砷化鎵的HBT還有HEMT等等,有的已經量產,有的已經推出。
在氮化鎵方面我們自己實測出來的一些特性,也跟國際上的一流廠商是相當的。單看設計端能不能接受這樣一個功能,所以這個部分現在我們也在持續跟下游的客戶進行密切的合作。
濾波器部分,我們一開始還是先做聲表面波濾波器,最重要的還有一些技術可以做溫度補償,主要強調的還是本土化的一站式整合,特別是像今年大約有看到尤其是2.6GHz,這是在中國特有的頻段,也就是N41的波段,我們也有專門針對這個做產品研發。
我們還提到了在基站部分或者電源供應部分,這個很重要。第三代半導體最重要的是它的開關速度可以增加,開關的損耗可以降低,所以能耗降低。
另外是它的被動器件因為高頻化的關系可以減少,所以在整個器件上或者系統上就可以實現輕薄短小的概念。
在供應商上,我們是很注重的,像碳化硅的部分長久還是把持在美國的頭兩號公司上面,一個是R6,一個是科瑞,所以我們也收購了瑞典這家公司進行了襯底的制造,從襯底到芯片制造我們希望能夠提供一站式的服務。
所以在碳化硅的二極管還有氮化鎵的650伏的EM,我們后續會推出這些應用市場的需求。
三安在整個電力電子技術上面的優勢,通過原材料的襯底,然后提供標準件的結構仿真,芯片制造部分也可以提供。另外在廠內有一個比較小型的封裝線,如果客戶來我們這邊代工,我們可以加速你們的驗證。當然我們也有很完整的可靠性跟失效分析部門,所以在器件的失效反饋部分我們也是非常高的。
另外提一下光通訊,這個東西會發光,發光我們可以通過遠紅外都可以做。集中在紅外波段,我們做795到940。另外在激光器的部分,我們現在已經有1.25G到15G DFB的產品。另外接收芯片和陣列我們已經很早就開始做了,有1.25G到100G FP,這是三安在光通訊產業的布局狀況。
整個來看,三安已經開始提供樣品。另外在光檢測方面已經做到量產部分。還有剛才講的DFB和FP側現在也推出了樣品。還有一些做醫療美容方面的高功率的產品,這個都是我們現在在做的業務。
最后再稍微總結一下,我們現在主要有五大板塊,包括顯示以及射頻前端,還有功率器件以及濾波器部分,所以這個部分就可以提供在5G方面很全面性的核心器件的供應。
當然,三安最主要的優勢就是想服務客戶,希望在最短的時間內能夠提供客戶的需求,以及保障供應品質的完善。
最后,我們還是回到三安最初的一個口號,我們希望從心開始,讓萬物互聯。
評論
查看更多